CN112278857A - 一种高速柔性分选排贴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速柔性分选排贴设备，包括机座，所述基座上分别设置有柔性供料机构、上下料仓机构和高速直线运动模组；所述高速直线运动模组包括X轴导轨和设置在X轴导轨两端的Y轴导轨，所述X轴导轨的两端分别与Y轴导轨连接，所述X轴导轨上设置有安装座，所述安装座上设置有转塔式工作头，所述高速直线运动模组还包括用于驱动X轴导轨在Y轴导轨上运动的第一运动机构和用于驱动安装座在X轴导轨上运动的第二运动机构。本发明的设备通过设置转塔式工作头，转塔式工作头相较于直列式工作头具有体积小、单位工作头的成本低的优点，该设备还通过上下料仓机构实现了自动的上下料，上下料的效率高，设备整体效率高。

Description

一种高速柔性分选排贴设备

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，特别是涉及一种高速柔性分选排贴设备。

背景技术

传统的排贴设备中主要采用直列式工作头真空吸取机构，配合工业相机视觉处理系统，实现从供料器中连续取料、拍贴等工艺要求，传统的设备具有以下不足：

直列式工作头一般由一定数量的相同贴装头阵列组成，其结构简单，但是每个贴装头都需要独立的电机驱动，当贴装头数量较多时，总体积比较大，成本相对也比较高；

如果通过人工进行换板(换盒)操作，使用过程中存在较多中断，设备整体效率会受到影响。而如果使用外置换板机方式成本较高且设备整体体积会增大。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高速柔性分选排贴设备，该设备通过设置转塔式工作头，转塔式工作头相较于直列式工作头具有体积小、单位工作头的成本低的优点，该设备还通过上下料仓机构实现了自动的上下料，上下料的效率高，设备整体效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种高速柔性分选排贴设备，包括机座，所述基座上分别设置有柔性供料机构、上下料仓机构和高速直线运动模组；

所述高速直线运动模组包括X轴导轨和设置在X轴导轨两端的Y轴导轨，所述X轴导轨的两端分别与Y轴导轨连接，所述X轴导轨上设置有安装座，所述安装座上设置有转塔式工作头，所述高速直线运动模组还包括用于驱动X轴导轨在Y轴导轨上运动的第一运动机构和用于驱动安装座在X轴导轨上运动的第二运动机构。

本发明的排贴设备通过设置转塔式工作头，转塔式工作头相较于直列式工作头具有体积小、单位工作头的成本低的优点，该设备还通过上下料仓机构实现了自动的上下料，上下料的效率高，设备整体效率高。

在进一步的技术方案中，还包括多目标视觉识别和测量系统，所述多目标视觉识别和测量系统包括CCD相机和安装架，所述CCD相机通过安装架设置在机座的上方。

通过设置CCD相机，能够对器件外观和方向检测、识别，方便转塔式工作头进行抓取。

在进一步的技术方案中，所述转塔式工作头包括转塔和设置在转塔上的单工位工作头，所述单工位工作头的端部设置有吸嘴，所述转塔式工作头还包括用于驱动转塔旋转的第一驱动机构、用于驱动单工位工作头旋转的第二驱动机构和用于驱动单工位工作头在高度方向上运动的第三驱动机构。

通过第一驱动机构驱动转塔同时带动所有单工位工作头旋转，通过第二驱动机构驱动单工位工作头自转，通过第三驱动机构针对取料的单工位工作头在高度方向上运动完成取料和放料，通过设置第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构完成对所有单工位工作头的公转、自转、取料和放料，能够减少驱动组件的设置，减小设备整体体积，单位工作头的成本更低。

在进一步的技术方案中，所述第二驱动机构包括主轴旋转伺服电机、主轴、驱动管和套设在单工位工作头上的从动管，所述主轴旋转伺服电机与主轴传动连接，所述驱动管固定连接在主轴的端部，所述驱动管与从动管传动连接。

通过套设在单工位工作头上的从动管，可以带动单工位工作头上的吸嘴转动，通过驱动管带动从动管旋转，可以同时带动所有单工位工作头上的吸嘴转动，减少驱动部件的设置，减小体积与成本。

在进一步的技术方案中，所述第一驱动机构包括单工位旋转伺服电机，所述转塔的中部固定连接有套轴，所述套轴为空心轴，所述单工位旋转伺服电机与套轴传动连接，所述套轴套设在主轴外侧设置。

通过设置空心的套轴，方便进行第二驱动机构的设置。减小体积。

在进一步的技术方案中，所述第三驱动机构包括电机，所述电机的输出端通过曲柄连杆机构连接有第二滑块，所述第二滑块具有上下运动的自由度，所述第二滑块上设置有卡头，所述卡头朝向单工位工作头的一侧设置有卡槽，所述单工位工作头上设置有与卡槽相配合的卡块。

第三驱动机构通过曲柄连杆机构驱动第二滑块带动卡头上下运动，卡头的卡槽配合单工位工作头的卡块，通过卡块带动单工位工作头上下运动，通过这种方式，可以针对单个单工位工作头实现上下运动完成取料或放料。

在进一步的技术方案中，所述上下料仓机构包括输送机构和分别设置在输送机构两端的上料仓和下料仓，所述输送机构上设置有运动块和用于驱动运动块在上料仓和下料仓之间往返的输送伺服电机。

通过设置上料仓和下料仓，使得上下料可以分别独立进行，设备在排贴过程中不停工进行上下料，进一步的提高了设备运行的效率。

在进一步的技术方案中，所述上料仓包括料盘顶升伺服电机、第一滑块、丝杆和顶升板，所述料盘顶升伺服电机通过第一滑块驱动丝杆运动，所述顶升板位于丝杆的运动方向上，所述顶升板上穿设有导向支杆。

通过伺服电机和第一滑块、丝杆实现对顶升板的顶升实现上料，结果简单、高效。

在进一步的技术方案中，所述运动块上分别设置有第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸的活塞端与输送机构输送的料盘上的槽口相匹配，所述输送机构还包括导轨，所述导轨用于对运动块的运动进行限位，所述导轨上设置有用于放置料盘的平台。

通过第一气缸和第二气缸实现对料盘进行上料状态和下料状态的转换，无需人工干预实现了输送机构与上料仓和下料仓的衔接。

本发明的有益效果是：

1、本发明的排贴设备通过设置转塔式工作头，转塔式工作头相较于直列式工作头具有体积小、单位工作头的成本低的优点，该设备还通过上下料仓机构实现了自动的上下料，上下料的效率高，设备整体效率高；

2、通过设置CCD相机，能够对器件外观和方向检测、识别，方便转塔式工作头进行抓取；

3、通过第一驱动机构驱动转塔同时带动所有单工位工作头旋转，通过第二驱动机构驱动单工位工作头自转，通过第三驱动机构针对取料的单工位工作头在高度方向上运动完成取料和放料，通过设置第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构完成对所有单工位工作头的公转、自转、取料和放料，能够减少驱动组件的设置，减小设备整体体积，单位工作头的成本更低；

4、通过设置空心的套轴，方便进行第二驱动机构的设置。减小体积；

5、通过套设在单工位工作头上的从动管，可以带动单工位工作头上的吸嘴转动，通过驱动管带动从动管旋转，可以同时带动所有单工位工作头上的吸嘴转动，减少驱动部件的设置，减小体积与成本；

6、第三驱动机构通过曲柄连杆机构驱动第二滑块带动卡头上下运动，卡头的卡槽配合单工位工作头的卡块，通过卡块带动单工位工作头上下运动，通过这种方式，可以针对单个单工位工作头实现上下运动完成取料或放料；

7、通过设置上料仓和下料仓，使得上下料可以分别独立进行，设备在排贴过程中不停工进行上下料，进一步的提高了设备运行的效率；

8、通过伺服电机和第一滑块、丝杆实现对顶升板的顶升实现上料，结果简单、高效；

9、通过第一气缸和第二气缸实现对料盘进行上料状态和下料状态的转换，无需人工干预实现了输送机构与上料仓和下料仓的衔接。

附图说明

图1是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的立体结构示意图一；

图2是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的立体结构示意图二；

图3是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的柔性供料机构的立体结构示意图；

图4是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的高速直线运动模组的立体结构示意图；

图5是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的转塔式工作头的立体结构示意图；

图6是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的转塔式工作头的主视图；

图7是图6中A处的局部放大结构示意图；

图8是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的上下料仓机构的立体结构示意图；

图9是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的上料仓的主视图；

图10是图9的侧视图；

图11是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的输送机构的立体结构示意图；

图12是本发明实施例的一种高速柔性分选排贴设备的输送机构的主视图；

图13是图12的侧视图。

附图标记：

10、机座；20、高速直线运动模组；21、第一导轨；22、第二导轨；221、第一导块；23、安装座；30、柔性供料机构；40、上下料仓机构；41、上料仓；42、下料仓；421、顶升板；422、导向支杆；423、料盘顶升伺服电机；424、第一滑块；425、丝杆；43、输送机构；431、料盘；432、输送伺服电机；433、输送带；434、导轨；435、运动块；436、第一气缸；437、第二气缸；50、转塔式工作头；51、转塔；52、单工位工作头；521、气管；522、卡块；53、吸嘴；54、第一驱动机构；541、单工位旋转伺服电机；542、第一减速器；543、同步带；544、同步轮；545、套轴；55、第二驱动机构；551、主轴旋转伺服电机；552、第二减速器；553、主轴；554、驱动管；555、从动管；556、传动带；56、第三驱动机构；561、曲柄连杆机构；562、第二滑块；563、卡头；564、卡槽；60、多目标视觉识别和测量系统；61、CCD相机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例：

如图1-图4所示，一种高速柔性分选排贴设备，包括机座10，基座上分别设置有柔性供料机构30、上下料仓机构40和高速直线运动模组20；

高速直线运动模组20包括X轴导轨和设置在X轴导轨两端的Y轴导轨，X轴导轨的两端分别与Y轴导轨连接，X轴导轨上设置有安装座23，安装座23上设置有转塔式工作头50，高速直线运动模组20还包括用于驱动X轴导轨在Y轴导轨上运动的第一运动机构和用于驱动安装座23在X轴导轨上运动的第二运动机构。第一导轨21安装在机座10上。

在本实施例中，X轴导轨为第二导轨22，Y轴导轨为第一导轨21，第二导轨22的两端通过第一导块221与第一导轨21连接。

在本实施例中，上下料仓机构40设置在第一导轨21和第二导轨22围成的区域下方，柔性供料机构30设置在转塔式工作头50的运动路径上。

本实施例的排贴设备的工作流程如下：

首先，工人将器件放置在柔性供料机构30中，上下料仓机构40将料盘运送到中部的排贴工位，转塔式工作头50在第一导轨21和第二导轨22上运动，首先，转塔式工作头50运动到柔性供料机构30上方，转塔式工作头50将器件吸起，再运动到中部的料盘上进行排贴，往返排贴后，排贴完成的料盘通过上下料仓机构40出料。

本发明的排贴设备通过设置转塔式工作头50，转塔式工作头50相较于直列式工作头具有体积小、单位工作头的成本低的优点，该设备还通过上下料仓机构40实现了自动的上下料，上下料的效率高，设备整体效率高。

在另外一个实施例中，如图1-图3所示，还包括多目标视觉识别和测量系统60，多目标视觉识别和测量系统60包括CCD相机61和安装架，CCD相机61通过安装架设置在机座10的上方。

在本实施例中，CCD相机61正对柔性供料机构30

通过设置CCD相机61，能够对器件外观和方向检测、识别，方便转塔式工作头50进行抓取。

通过CCD相机61实现对器件外观和方向的检测和识别属于本领域现有技术，其具体原理在此不做赘述。

在另外一个实施例中，如图5和图6所示，转塔式工作头50包括转塔51和设置在转塔51上的单工位工作头52，单工位工作头52的端部设置有吸嘴53，转塔式工作头50还包括用于驱动转塔51旋转的第一驱动机构54、用于驱动单工位工作头52旋转的第二驱动机构55和用于驱动单工位工作头52在高度方向上运动的第三驱动机构56。

通过第一驱动机构54驱动转塔51同时带动所有单工位工作头52旋转，通过第二驱动机构55驱动单工位工作头52自转，通过第三驱动机构56针对取料的单工位工作头52在高度方向上运动完成取料和放料，通过设置第一驱动机构54、第二驱动机构55和第三驱动机构56完成对所有单工位工作头52的公转、自转、取料和放料，能够减少驱动组件的设置，减小设备整体体积，单位工作头的成本更低。

在另外一个实施例中，如图5和图6所示，第一驱动机构54包括单工位旋转伺服电机541，转塔51的中部固定连接有套轴545，套轴545为空心轴，单工位旋转伺服电机541与套轴545传动连接。

具体的，单工位旋转伺服电机541的输出端连接有第一减速器542，第一减速器542的输出端设有传动轮，套轴545上套设有同步轮544，传动轮通过同步带543与同步轮544传动连接。

通过设置空心的套轴545，方便进行第二驱动机构55的设置。减小体积。

在本实施例中，转塔51分为上下两层，上下两层转塔51之间通过连接杆连接起来，上下两侧转塔51上分别开有通孔，单工位工作头52通过两层转塔51进行安装。套轴545的底部与上层转塔51连接。

在另外一个实施例中，如图5和图6所示，第二驱动机构55包括主轴旋转伺服电机551、主轴553、驱动管554和套设在单工位工作头52上的从动管555，主轴旋转伺服电机551与主轴553传动连接，主轴旋转伺服电机551和主轴553之间设置有第二减速器552，驱动管554固定连接在主轴553的端部，驱动管554与从动管555传动连接。

具体的，驱动管554设置在转塔51的中部，驱动管554通过传动带556与各个从动管555传动连接。

在本实施例中，转塔51上还设置有导向轮，用于对传动带556进行导向。

在本实施例中，单工位工作头52的数量为八个。八个单工位工作头52以转塔51的中心为圆心呈环形阵列布置，八个从动管555一一套设在八个单工位工作头52上，单工位工作头52能够在从动管555上进行上下运动，从动管555能够带动吸嘴53转动。

通过套设在单工位工作头52上的从动管555，可以带动单工位工作头52上的吸嘴53转动，通过驱动管554带动从动管555旋转，可以同时带动所有单工位工作头52上的吸嘴53转动，减少驱动部件的设置，减小体积与成本。

在另外一个实施例中，套轴545套设在主轴553的外侧，通过这种方式，能够减小设备整体的体积。

在本实施例中，驱动管554和从动管555均设置在上下两层转塔51之间，上层转塔51对应主轴553开有孔，主轴553穿过套轴545及上层转塔51与驱动管554连接。

吸嘴53设置在下层转塔51的下方。

在另外一个实施例中，如图6和图7所示，第三驱动机构56包括电机，电机的输出端通过曲柄连杆机构561连接有第二滑块562，第二滑块562具有上下运动的自由度，第二滑块562上设置有卡头563，卡头563朝向单工位工作头52的一侧设置有卡槽564，单工位工作头52上设置有与卡槽564相配合的卡块522。

第三驱动机构56通过曲柄连杆机构561驱动第二滑块562带动卡头563上下运动，卡头563的卡槽564配合单工位工作头52的卡块522，通过卡块522带动单工位工作头52上下运动，通过这种方式，可以针对单个单工位工作头52实现上下运动完成取料或放料。

在另外一个实施例中，单工位工作头52在卡块522与转塔51之间设置有弹簧，弹簧用于使单工位工作头52复位。

在另外一个实施例中，单工位工作头52的顶部连接有气管521，气管521的一端连接供气设备，另一端与吸嘴53连通。

在另外一个实施例中，如图8和图11所示，所示，上下料仓机构40包括输送机构43和分别设置在输送机构43两端的上料仓41和下料仓42，输送机构43上设置有运动块435和用于驱动运动块435在上料仓41和下料仓42之间往返的输送伺服电机432。

通过设置上料仓41和下料仓42，使得上下料可以分别独立进行，设备在排贴过程中不停工进行上下料，进一步的提高了设备运行的效率。

在另外一个实施例中，如图9和图10所示，上料仓41包括料盘顶升伺服电机423、第一滑块424、丝杆425和顶升板421，料盘顶升伺服电机423通过第一滑块424驱动丝杆425运动，第一滑块424内部设置有与丝杆425啮合的螺母，顶升板421位于丝杆425的运动方向上，顶升板421上穿设有导向支杆422。

上料时，料盘顶升伺服电机423通过皮带驱动第一滑块424旋转，带动丝杆425上行，丝杆425上行带动顶升板421在导向支杆422的导向作用下上行，带动顶升板421上的料盘431上行。

通过料盘顶升伺服电机423和第一滑块424、丝杆425实现对顶升板421的顶升实现上料，结果简单、高效。

在另外一个实施例中，如图9所示，丝杆425的外侧设置有导向杆。

在另外一个实施例中，上料仓41和下料仓42的结构相同。

在另外一个实施例中，如图11-图13所示，运动块435上分别设置有第一气缸436和第二气缸437，第一气缸436和第二气缸437的活塞端与输送机构43输送的料盘431上的槽口相匹配，输送机构43还包括导轨434，导轨434用于对运动块435的运动进行限位，导轨434上设置有用于放置料盘431的平台。

通过第一气缸436和第二气缸437实现对料盘431进行上料状态和下料状态的转换，无需人工干预实现了输送机构43与上料仓41和下料仓42的衔接。

在本实施例中，运动块435的底部与输送带433固定连接，输送伺服电机432驱动输送带433运动时，带动运动块435进行运动，实现在上料仓41和下料仓42之间进行往返。

上下料的过程如下：

上料状态：上料仓41将料盘431顶起，运动块435运动到上料仓41的侧面，此时第一气缸436伸出，第一气缸436的活塞伸入料盘431的左侧槽口中，此时料盘431与运动块435连接，运动块435带动料盘431朝向排贴工位运动，随后进行排贴。

排贴完成后，第一气缸436回缩，料盘431平稳落在导轨434上的平台上，此时料盘431与运动块435不连接，运动块435朝向上料仓41方向运动，使运动块435另一方向上的第二气缸437与料盘431的右侧槽口对齐。

下料状态：第二气缸437伸出，第二气缸437的活塞伸入料盘431的右侧槽口中，此时料盘431与运动块435连接。随后运动块435带动料盘431朝向下料仓42运动，直至运动块435将料盘431送入下料仓42的顶升板421上，随后第二气缸437回缩，料盘431落在下料仓42的顶升板421上，随后运动块435继续运动回上料仓41进行下一轮的上料，上一轮上料完成的料盘431通过下料仓42的顶升板421出料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种高速柔性分选排贴设备，包括机座，其特征在于，所述基座上分别设置有柔性供料机构、上下料仓机构和高速直线运动模组；

所述高速直线运动模组包括X轴导轨和设置在X轴导轨两端的Y轴导轨，所述X轴导轨的两端分别与Y轴导轨连接，所述X轴导轨上设置有安装座，所述安装座上设置有转塔式工作头，所述高速直线运动模组还包括用于驱动X轴导轨在Y轴导轨上运动的第一运动机构和用于驱动安装座在X轴导轨上运动的第二运动机构。

2.根据权利要求1所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，还包括多目标视觉识别和测量系统，所述多目标视觉识别和测量系统包括CCD相机和安装架，所述CCD相机通过安装架设置在机座的上方。

3.根据权利要求1所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述转塔式工作头包括转塔和设置在转塔上的单工位工作头，所述单工位工作头的端部设置有吸嘴，所述转塔式工作头还包括用于驱动转塔旋转的第一驱动机构、用于驱动单工位工作头旋转的第二驱动机构和用于驱动单工位工作头在高度方向上运动的第三驱动机构。

4.根据权利要求3所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述第二驱动机构包括主轴旋转伺服电机、主轴、驱动管和套设在单工位工作头上的从动管，所述主轴旋转伺服电机与主轴传动连接，所述驱动管固定连接在主轴的端部，所述驱动管与从动管传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述第一驱动机构包括单工位旋转伺服电机，所述转塔的中部固定连接有套轴，所述套轴为空心轴，所述单工位旋转伺服电机与套轴传动连接，所述套轴套设在主轴外侧设置。

6.根据权利要求3所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述第三驱动机构包括电机，所述电机的输出端通过曲柄连杆机构连接有第二滑块，所述第二滑块具有上下运动的自由度，所述第二滑块上设置有卡头，所述卡头朝向单工位工作头的一侧设置有卡槽，所述单工位工作头上设置有与卡槽相配合的卡块。

7.根据权利要求1所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述上下料仓机构包括输送机构和分别设置在输送机构两端的上料仓和下料仓，所述输送机构上设置有运动块和用于驱动运动块在上料仓和下料仓之间往返的输送伺服电机。

8.根据权利要求7所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述上料仓包括料盘顶升伺服电机、第一滑块、丝杆和顶升板，所述料盘顶升伺服电机通过第一滑块驱动丝杆运动，所述顶升板位于丝杆的运动方向上，所述顶升板上穿设有导向支杆。

9.根据权利要求7所述的一种高速柔性分选排贴设备，其特征在于，所述运动块上分别设置有第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸的活塞端与输送机构输送的料盘上的槽口相匹配，所述输送机构还包括导轨，所述导轨用于对运动块的运动进行限位，所述导轨上设置有用于放置料盘的平台。

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